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[参考译文] LM5122：在具有宽输入电压/输出电压比的连续模式下运行

admin
Guru**** 2540720 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5122

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/872286/lm5122-operating-in-continuous-mode-with-a-wide-vin-vout-ratio

器件型号：LM5122

我有两个采用此 IC (LM5122)的设计、一个20V 至27V、8相、3.2KW 转换器和一个26V 至54V、8相、3.2KW 转换器。 两者均可正常工作且稳定。 第一个配置已生产了几个1000个器件、没有问题。

我正在尝试基于第一个设计开发20V 至45V、8相、3.2KW 转换器。

我的前几次尝试在连续模式下存在电压调节问题。 在非连续模式下、稳压效果良好、但当全部8个相位进入连续模式时下降约5%、并在更大的负载下继续下降。 该转换器不受功率限制、并且稳定。 底部调节串电阻器上的电压为1.2V、并在电压持续时开始下降。

作为解决方法、我已经调整了主电感器的大小、以便在所有负载条件下都保持不连续模式。 我在这里更改了电流限制滤波器和补偿、几乎没有效果。 唯一有效的滤波器配置是我的技术误解了指令、并使用2200pF 电容将电流输入电阻器更改为30K (从100欧姆变为30K)。 该配置在整个负载分布范围内具有可接受的调节(2%)、但由于明显的原因、我不愿意使用该滤波器配置运行。

要使该配置在连续模式下工作、我缺少什么？

  • 0
    TI__Guru**** 2540720 points
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    尊敬的 William：

    感谢您提出问题并使用 LM5122。 很遗憾听到您有问题。

    是否可以发布原理图？ 这将帮助我解决该问题。

    谢谢、

    Garrett

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    我将附上3、 e2e.ti.com/.../780_2D00_116533F-27V-Converter.pdf

    e2e.ti.com/.../780_2D00_115696B-54V-Converter.pdf

    e2e.ti.com/.../143309A-36V-Reworked-Converter.pdf

    前两项工作、最后一项是我遇到的问题。

  • 0
    TI__Guru**** 2540720 points
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    TI__Guru**** 2540720 points
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    尊敬的 William：

    听起来这可能与控制环路补偿有关。

    首先、请将电流感应滤波器设置回正常状态、即非30kOhm 值。 然后、请尝试以下操作(我将参阅143309A_36V_Reworked_Converter.pdf

    1. 将 R17更改为900 Ω
      1. 这会将输出设置为45V
    2. 环路补偿
      1. 更改以下值以改善相位和增益裕度

                                                                  I.     R16 = 680欧姆

                                                                二      C14 = 100nF

                                                               三      C15 = 3.3nF

    1. 输出电容器
      1. 确保这些电压额定值为100V。
    2. 当施加直流电压时、陶瓷电容器会损耗有效电容。 对于某些陶瓷、这可以将电容降低多达80%
    如果您有任何疑问、请告诉我。
    谢谢、
    Garrett
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    TI__Guru**** 2540720 points
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    Garrett、

    您的价值观使我们更加接近、但还没有实现。

    输出电压
    R16=680、C14=100nF、C15=3.3nF 输出电容= 63V

    Rslope 30.1K
    I 滤波器
    100Ω μ A
    1000pF
    Isense = 2.22mΩ   20uF 输入电容和50uF 输出电容

    37.

    42.91.

    42.93.

    42.71.

    42.17.

    41.7.

    41.26.

    f=119kHz

    VIN=22

    Vout=43

    我们没有更改 R17、因为我们将直流电压注入反馈节点以控制输出电压。 请参阅原理图的第5页。

    后续步骤？

  • 0
    TI__Guru**** 2540720 points
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    请忽略第一行中的"37"、这是迭代或修改编号。

  • 0
    TI__Guru**** 2540720 points
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    我应该已经发送了整个表。

    I 输出

    修订版 B PCB           输出电压
    Rslope 30.1K
    I 滤波器
    100Ω μ A
    1000pF
    Isense = 2.22mΩ   20uF 输入电容和50uF 输出电容

    输出电压
    R16=680、C14=100nF、C15=3.3nF 输出电容= 63V

    Rslope 30.1K
    I 滤波器
    100Ω μ A
    1000pF
    Isense = 2.22mΩ   20uF 输入电容和50uF 输出电容

    迭代

    31.

    37.

    0

    42.85.

    42.91.

    10.

    42.84.

    42.93.

    20.

    42.46.

    42.71.

    30

    40.87

    42.17.

    40

    40.46.

    41.7.

    50

     

    41.26.

    f=119KHz

    f=119kHz

    VIN=22

    VIN=22

    Vout=43

    Vout=43

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    当我等待您的回复时、我还有另一个问题。

    相位数对斜率补偿和环路补偿公式有什么影响？

    通过实验、我发现最大开关频率为1MHz/#相。 这意味着8相转换器的最大开关频率/相位为120kHz (120kHz*8相位= 1MHz)。

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    尊敬的 William：

    当您说输出电容器为50uF 时、这是所有8个相位的总输出电容吗？ 还是单相输出电容？

    您能否探测 FB 引脚电压和 COMP 引脚电压？ 如果转换器正在进行调节、这将让我知道。 请发布输出电压的屏幕截图。 我想查看输出电压是否完全振荡。

    数据表中的表2脚注2说明了对环路补偿上相位数的影响。

    谢谢、

    Garrett

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    Garrett、

    40 x 10uF、63V (现在) MLCC、五相、请参阅原理图。

    请求的波形；

    文件

    输出电流(安培)

    参考 指示符

    tek0008

    0

    R17.

    tek0009

    10.

    R17.

    tek0010

    20.

    R17.

    tek0011

    30

    R17.

    tek0012

    40

    R17.

    tek0013

    50

    R17.

    请注意、绿色光标@ 0V 和1.20V (芯片基准)。 黄色轨迹线穿过升压 FET 相1。

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    我发现了表2的注释。 我注意到、如果您插入以下公式、相位数或"n"会抵消：

    进入；

    它们也在 Rslope 等式中抵消；

    Rslope 最小等式如何？ 电感器和感应电阻器都不会出现。

  • 0
    TI__Guru**** 2540720 points
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    波形(续)；

    文件

    输出电流(安培)

    绿色波形

    黄色波形

    TEK0006

    0

    COMP 引脚

    输出电压

    tek0001

    10.

    COMP 引脚

    输出电压

    tek0002

    20.

    COMP 引脚

    输出电压

    TEK0003

    30

    COMP 引脚

    输出电压

    tek0004.

    40

    COMP 引脚

    输出电压

    tek0005

    50

    COMP 引脚

    输出电压

    我注意到 COMP 引脚与电流不是线性的。 似乎是对数响应。

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    尊敬的 William：

    斜率电阻器不需要随相位数变化。 每个相位都需要斜率补偿。 请注意、斜率补偿与电感器电流的下降斜率和每个相位的感应电流相关。

    您如何探测 COMP 引脚？ 我觉得有很多开关噪声注入到引脚上。

    谢谢、

    Garrett

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    我们在 C14/C15的节点和相位接地之间使用了一个有源探头 Tek P6243。

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    尊敬的 William：

    您能否尝试在每个 LM5122的 VIN 引脚上添加电容器？ 我刚刚意识到、器件由 VCC 供电、并且有一些内部电路由 VIN 引脚供电。 请尝试0.1uF。

    谢谢、

    Garrett

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    Garrett、

    当我们添加电容器时没有区别。

    我们通过更改补偿来改进运行、前提是输出电容器在43V 直流偏置(从10uF)下降至2uF。 补偿组件变为；

    Ccomp = 0.047uF

    Rcomp = 243Ω Ω

    CHF = 680pF

    随着 IC 的翘曲、输出调节仍然大幅下降。 在下表中、第一列没有电容、第二列是启动时的电容。 第三列是在运行@ 2kW 5分钟后。

    I OUT (安培) Vout                Rslope = 20k
    R16=243、C14=47nF、C15=680pF   输出电容= 75V     		Vout                Rslope = 20k
    R16=243、C14=47nF、C15=680pF   输出电容= 75V 0.1uF 从引脚5 (Vin)到 AGND 的所有相位     		Vout                Rslope = 20k
    R16=243、C14=47nF、C15=680pF   输出电容= 75V 0.1uF 从引脚5 (Vin)到 AGND 的所有相位。                 5分钟后以~2000W 运行
    迭代 56. 57. 58.
    0 42.93. 42.93. 42.91.
    10. 42.92. 42.91. 42.92.
    20. 42.88 42.87 42.83.
    30 42.12. 42.42. 41.96.
    40 41.97 42.29. 41.87
    50 41.48. 42.07 41.56.
    频率 f=119kHz f=119kHz f=119kHz
    输入电压 VIN=22 VIN=22 VIN=22
    输出电压 Vout=43 Vout=43 Vout=43
    距设定点 ΔV μ m 0.96 0.64 1.04
    ΔV % 2.2% 1.5% 2.4%

    正如您看到的、随着 IC 升温、稳压会大幅下降。 这也显示在之前的波形中、即 R17两端的电压下降(Vref)。

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    H will、

    我向您发送了一封个人信息、以便我们进一步讨论。 请联系我留言板。

    谢谢、

    Garrett

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    Garrett、

    请重试、我似乎找不到消息。

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    TI__Guru**** 2540720 points
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    William、

    您是否看到我向您发送的朋友请求？ 接受此信息、然后我们可以直接发出消息。

    谢谢、

    Garrett